【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，具体涉及一种热塑性聚氨酯的制备方法。
技术介绍
1、随着经济快速发展，物流行业也进入高速发展期，物流分拣输送系统的要求越来越高，目前分拣输送系统多为钢辊结构，但运输物品直接接触钢辊会对钢辊造成明显的磨损及磕碰，大大降低钢辊使用寿命，因此需要在钢辊外侧包覆一层护套，延长其使用寿命。以此为例，随着此类应用逐渐增加，大口径挤出管材的需求量也明显增加。
2、目前大口径管材的主流材质为橡胶或聚氯乙烯(pvc)，橡胶因其硬度范围广，强度较优，回弹及耐磨性优等特点在大口径管材行业有着广泛的应用，但其耐热、耐油、耐候等性能较差，不能满足日益复杂的环境性能的需求，且不易着色，外观单一，美观度较差；pvc因其较优的耐环境性能，弥补了橡胶的耐环境性较差的性能劣势，在大口径管材行业有着较广的应用，但其工作温度有限，且抗压缩形变及回弹性较差，降低了其使用寿命。因此制备选择耐磨性能优异、挤出稳定的新型护套材料是大势所趋。
3、热塑性聚氨酯是一种主链上包括重复的-nhcoo-结构单元的热塑性聚合物，其耐磨性能、耐介质性能、耐环境性较优异，且可制备多种颜色，满足外观需求，由于可以调节分子结构以满足不同的应用需求，近年来在输送带等行业应用广泛。由于大口径管材直径大，壁厚厚，挤出速度较慢，而tpu耐热性能不佳，在螺杆中停留时间较长会引起降解，在挤出过程中出现波动造成产品缺陷，故tpu在大口径挤出管材领域暂无应用，改善其热稳定性是将tpu应用于该领域的核心技术点。专利cn 110885550 b公开了一种有机硅改性热
技术实现思路
1、针对现有材料的不足，本专利技术目的在于提供一种适合大口径管材挤出的热塑性聚氨酯的制备方法。本专利技术采用性能更为优异的tpu替换橡胶及pvc制备大口径管材及特殊要求的护套，通过调节扩链剂结构及配比，改善了tpu耐热稳定性不佳的问题，提高了挤出稳定性，调节其耐磨性及止滑性，得到综合性能优异的热塑性聚氨酯，大大的优化了此类材料的应用范围及使用寿命，有较为广阔的应用前景。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种大口径挤出管材用热塑性聚氨酯，其包含以下原料：
4、(a)低聚物多元醇：50-80份，优选为55-70份；
5、(b)多异氰酸酯： 8-45份，优选为10-40份：
6、(c)扩链剂： 6-30份，优选为8-25份；
7、(d)抗氧剂： 0.5-8份，优选为0.5-6份；
8、(e)光稳定剂： 0.5-8份，优选为0.5-6份；
9、其中所述扩链剂包括硅氧烷扩链剂、可选的小分子二元醇或二元胺，硅氧烷扩链剂具有如下式(1)和/或式(2)所示的结构：
10、
11、本专利技术中，所述硅氧烷扩链剂与小分子二元醇或二元胺的比例为1:0～1:10，硅氧烷扩链剂中式(1)和式(2)的比例为1：0～0：1。
12、本专利技术中，所述低聚物多元醇为聚醚二元醇、聚碳酸酯二元醇，聚己内酯二元醇中的一种或多种；
13、所述聚醚二元醇包括：分子量为800-4000g/mol的聚氧化乙烯二元醇、聚氧化丙烯二元醇、聚四亚甲基二元醇的一种或多种，更优选地为分子量范围1000-4000g/mol的聚四亚甲基二元醇；
14、所述聚碳酸酯二元醇为以小分子二醇为起始剂，与脂族碳酸酯如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯等反应制得长链分子两端都带有端羟基，主链上有重复单元碳酸酯基的大分子聚合物；常用起始剂包括1,2-乙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇等，优选的为1,2-乙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇；优选地分子量范围为500-4000g/mol，更优选为1000-4000g/mol；
15、所述聚己内酯二元醇是在催化剂和起始剂的存在下由ε-己内酯开环聚合制得的，常用的起始剂包括乙二醇、二乙二醇、新戊二醇等，优选分子量范围为500-4000g/mol，更优选为800-4000g/mol；
16、本专利技术中，所述多异氰酸酯为脂肪族多异氰酸酯、脂肪环族多异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯的一种或多种；其中包括1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,10-癸二异氰酸酯、1,3-环己烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、2,4-六氢甲苯二异氰酸酯、2,6-六氢甲苯二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、2,2’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-二苯基甲烷异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、1,4-萘二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯、二苯甲烷-3,3’-二甲氧基-4,4’-二异氰酸酯中的一种或多种，优选为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯的一种或多种；
17、本专利技术中，所述小分子二元醇扩链剂包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二乙二醇的一种或多种；所述二元胺类扩链剂包括1，3丙二胺、1,4丁二胺、对苯二胺、联苯二胺、3,3’-二甲基-4，4-联苯二胺的一种或多种；优选为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、3,3’-二甲基-4，4-联苯二胺的一种或多种；
18、本专利技术中，所述硅氧烷扩链剂为1,4丁烯二醇与硅氢结构封端的聚硅氧烷进行硅氢加成反应制得的一系列由硅烷改性后的扩链剂，反应机理如下：
19、
20、其中n≥1，优选1≤n≤8；硅氧烷扩链剂合成时原料的摩尔比范围为：n(丁烯二醇)：n(聚硅氧烷)＝1.05～2.2；优选地，摩尔比范围：n(丁烯二醇)：n(聚硅氧烷)＝1.10～2.0；
21、本专利技术中，所述硅氧烷扩链剂合成时的催化剂选自铂金属催化剂、铑金属催化剂、钌金属催化剂、钯金属催化剂；
22、本专利技术中，所述硅氧烷扩链剂合成时的反应温度为80-120℃，反应时间为4-8h，反应完成后进行减压蒸馏去除未反应单体，得到硅氧烷扩链剂；
23、本专利技术中，所述热塑性聚氨酯原料中还伴有催化剂，所述催化剂选自碱性化合物或有机金属类催化剂；所述碱性化合物选自叔胺类化合物，优选为三亚乙基二胺、三乙胺、n,n-甲基二环己基胺、n,n-二甲基环己胺、n-甲基吗啉、n-乙基吗啉、n-n’-二甲基哌嗪、n-n’-二乙基哌嗪、1,1,3,3-四甲基哌啶、双(2-二甲氨基乙基)醚、四甲基丁二胺、二甲基乙醇胺、三甲基羟乙基亚乙基二胺、五甲基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大口径挤出管材用热塑性聚氨酯，其包含以下原料：
2.如权利要求1所述的大口径挤出管材用热塑性聚氨酯，其特征在于，所述低聚物多元醇为聚醚二元醇、聚碳酸酯二元醇，聚己内酯二元醇中的一种或多种。
3.如权利要求1或2所述的大口径挤出管材用热塑性聚氨酯，其特征在于，所述多异氰酸酯为脂肪族多异氰酸酯、脂肪环族多异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯的一种或多种；其中包括1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,10-癸二异氰酸酯、1,3-环己烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、2,4-六氢甲苯二异氰酸酯、2,6-六氢甲苯二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、2,2’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-二苯基甲烷异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、1,4-萘二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯、二苯甲烷-3,3’-二甲氧基-4,4’-二异氰酸酯中的一种或多种，优选为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯的一种或多种。
4
5.如权利要求4所述大口径挤出管材用热塑性聚氨酯，其特征在于，所述硅氧烷扩链剂合成时的催化剂选自铂金属催化剂、铑金属催化剂、钌金属催化剂、钯金属催化剂。
6.如权利要求4或5所述大口径挤出管材用热塑性聚氨酯，其特征在于，所述硅氧烷扩链剂合成时的反应温度为80-120℃，反应时间为4-8h。
7.如权利要求1-6任一项所述大口径挤出管材用热塑性聚氨酯，其特征在于，所述热塑性聚氨酯原料中还伴有催化剂，所述催化剂选自碱性化合物或有机金属类催化剂；所述碱性化合物选自叔胺类化合物，优选为三亚乙基二胺、三乙胺、N,N-甲基二环己基胺、N,N-二甲基环己胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N-N’-二甲基哌嗪、N-N’-二乙基哌嗪、1,1,3,3-四甲基哌啶、双(2-二甲氨基乙基)醚、四甲基丁二胺、二甲基乙醇胺、三甲基羟乙基亚乙基二胺、五甲基二亚丙基三胺、2,4,6三(二甲氨基甲基)苯酚中的一种或多种；所述有机金属类催化剂选自为辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、异辛酸锌、油酸锌、环烷酸锌、环烷酸铋、环烷酸钴；优选为三亚乙基二胺、三乙胺、N,N-二甲基环己胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、环烷酸铋中的一种或多种。
8.如权利要求1-7任一项所述大口径挤出管材用热塑性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中硅氧烷扩链剂与小分子二元醇或二元胺的比例为1:9～1:1，所述搅拌的转速为50-250RPM；
10.如权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)双螺杆挤出机共分为10个温区，所述挤出机温度范围为80-250℃，挤出机螺杆长径比为50～120:1，优选50～75：1的同向双头螺纹啮合型螺杆，螺杆转速80-500RPM。
...【技术特征摘要】
1.一种大口径挤出管材用热塑性聚氨酯，其包含以下原料：
2.如权利要求1所述的大口径挤出管材用热塑性聚氨酯，其特征在于，所述低聚物多元醇为聚醚二元醇、聚碳酸酯二元醇，聚己内酯二元醇中的一种或多种。
3.如权利要求1或2所述的大口径挤出管材用热塑性聚氨酯，其特征在于，所述多异氰酸酯为脂肪族多异氰酸酯、脂肪环族多异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯的一种或多种；其中包括1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,10-癸二异氰酸酯、1,3-环己烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、2,4-六氢甲苯二异氰酸酯、2,6-六氢甲苯二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、2,2’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-二苯基甲烷异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、1,4-萘二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯、二苯甲烷-3,3’-二甲氧基-4,4’-二异氰酸酯中的一种或多种，优选为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯的一种或多种。
4.如权利要求1-3任一项所述的大口径挤出管材用热塑性聚氨酯，其特征在于，所述硅氧烷扩链剂为1,4丁烯二醇与硅氢结构封端的聚硅氧烷进行硅氢加成反应制得的一系列由硅烷改性后的扩链剂，所述反应机理如下：
5.如权利要求4所述大口径挤出管材用热塑性聚氨酯，其特征在于，所述硅氧烷扩链剂合成时的催化剂选自铂金属催化剂、铑金属催化剂、钌金属催化剂、钯金属催化剂。
6.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈云汉，陈卓，付小亮，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。